Les effets indésirables dus à une consommation d’aliment à forte concentration d’amines biogènes

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Le pH

Les décarboxylases des acides aminés montrent une activité optimale aux pH acides. Une diminution excessive du pH est incompatible avec la croissance bactérienne. C’est pourquoi, les valeurs de pH entre 4 et 5,5 favorisent la production d’amines biogènes [11].

Amines biogènes et santé

Il est important de noter que, si les amines biogènes sont présentes dans un aliment en fortes concentrations, cela peut avoir des conséquences négatives pour la santé des consommateurs [12]. Plusieurs études ont démontré que les amines biogènes ont des effets toxicologiques chez l’homme à de forte dose. Par conséquent, leur présence dans les aliments devient un problème économique directement lié à l’influence de ces composés sur la santé [13]. Néanmoins, le risque le plus fréquent d’amines biogènes est que, dans la mesure où résultant d’une activité microbienne incontrôlée, elles peuvent s’accumuler en fortes concentrations dans certains aliments dépassant la capacité des mécanismes de désintoxication et ainsi exercer leurs effets toxiques sur les consommateurs de ces aliments contaminés. L’amine biogène peut atteindre des concentrations supérieures à 1000 mg/kg qui sans aucun doute constituent un danger pour la santé. La présence d’amines biogènes est une conséquence de différents facteurs tels que la présence d’acides aminés libres, de micro-organismes producteurs d’enzymes décarboxylases et de variations dans le traitement et le stockage des aliments. L’identification et la quantification de ces métabolites, en particulier l’histamine et la tyramine, sont importantes non seulement pour représenter des indicateurs indirects de la qualité bactériologique des aliments, mais également pour être liée à des épisodes d’intoxication alimentaire chez l’homme [14]. Leur présence dans l’organisme peut induire à des effets, soit négatifs à forte concentration dans la plupart des cas, soit positifs à faible concentration dans les rares cas.

Les effets indésirables dus à une consommation d’aliment à forte concentration d’amines  biogènes

La consommation d’aliments contenant de fortes concentrations d’amines biogènes peut entraîner des réactions indésirables telles que la nausée, les maux de tête, l’éruption cutanée et la modification de la pression artérielle. L’accumulation d’amine biogène dans la matrice alimentaire est principalement due à la présence de bactéries capables de décarboxyler certains acides aminés. L’histamine, la tyramine et la putrescine sont les amines biogènes les plus courantes et les plus puissantes présentes dans les aliments. Leur contenu varie, atteignant parfois plus de 2 g/kg [3]. Il n’existe pas aujourd’hui une limitation de la teneur en amines biogènes dans les aliments. Seule la teneur en histamine est réglementée par la législation européenne (Règlement CE N° 2073/2005 de la commission du 15 novembre 2005). Pour les produits de la pêche, la teneur est fixée entre 100 et 200 mg.Kg-1 et pour les produits de la pêche ayant subi un traitement de maturation aux enzymes dans la saumure, entre 200 et 400 mg.Kg-1 ; ceci concerne les produits fabriqués à partir d’espèces de poissons associées à une grande quantité d’histidine appartenant aux familles scombridés [15]. D’après les travaux sur les amines biogènes beaucoup d’auteurs comme Halasz et col. [16] sont parvenus à signaler des taux élevés d’amines dans le jus d’orange (noradrénaline, tryptamine), la tomate (tyramine, tryptamine, histamine), la banane (tyramine, noradrénaline, tryptamine, sérotonine), la prune (tyramine, la noradrénaline) et les feuilles d’épinard (histamine). La phényléthylamine est également un constituant naturel des fèves de cacao. On en trouve dans le chocolat, les produits de chocolat et les confiseries contenant du chocolat. Certaines espèces de champignons contiennent également des niveaux élevés de phényléthylamine [6].

Les effets bénéfiques à une consommation d’aliments à faible concentration d’amines biogènes

Les amines biogènes sont des substances physiologiquement actives qui exercent une fonction importante dans le fonctionnement du corps. L’organisme a ces propres mécanismes pour régulariser la teneur en amine biogène. C’est pourquoi à faible concentration les amines biogènes ne peuvent pas causer des anomalies à l’organisme. En effet, beaucoup d’amines biogènes à faible dose jouent un rôle important dans le système nerveux en qualité de neurotransmetteur. Par exemple l’histamine à faible dose est liée à une variété de fonctions neurologiques telles que le contrôle de l’éveil, l’attention, la connaissance, le processus sensoriel et la sécrétion de certaines hormones pour le contrôle de l’appétit [17]. Elles sont impliquées aussi dans des processus physiologiques comme le développement et la croissance des fruits [18]. Elles ont par ailleurs un autre intérêt physiologique lié à la stabilisation de la membrane et à la prolifération cellulaire puisqu’elles participent à la production de l’ADN, de l’ARN et à la synthèse protéique [19].

Amines biogènes et Nutrition

Les amines biogènes sont des facteurs naturels antinutritionnels et sont importantes du point de vue de l’hygiène car elles ont été impliquées en tant qu’agents responsables dans un certain nombre d’intoxications alimentaires et peuvent déclencher diverses réactions pharmacologiques. L’histamine, la putrescine, la Cadavérine, la tyramine, la tryptamine, la phényléthylamine, la spermine et la spermidine sont considérées comme les amines biogènes les plus importantes sont présentes dans les aliments. L’histamine a été mise en cause en tant qu’agent responsable de plusieurs épidémies d’intoxication alimentaire, tandis que la tyramine et la phényléthylamine ont été proposées comme initiateurs de crise d’hypertension [20]. Les amines biogènes sont présentes dans presque tous les aliments notamment dans les aliments fermentés (fromage, yaourt, produits carnés fermentés, lait…), dans les aliments non fermentés (café, poudre de cacao, soja, farine de blé, choucroute, tomate, fraise, poire, banane, ananas) et ainsi que dans les produits halieutiques tels que les poissons, les crustacés, les céphalopodes etc. Pour transformer un aliment entier frais comme la viande, le lait, les raisins ou le chou en un aliment gastronomique comme un steak vieilli, un brie, un merlot ou un kimchi, on y ajoute des bactéries et le laisse fermenter. Au cours de la fermentation, les bactéries décomposent les protéines alimentaires en molécules minuscules appelées amines biogènes, qui s’accumulent à mesure que les aliments vieillissent. La plus importante des amines biogènes que l’on trouve dans les aliments dégradés est l’histamine, un puissant neurotransmetteur qui peut aggraver nos systèmes digestif, hormonal, cardiovasculaire et nerveux. L’histamine provoque de l’anxiété et de l’insomnie chez les personnes sensibles, en partie grâce à sa capacité à augmenter les niveaux d’adrénaline. L’histamine est indestructible dans la cuisson et la congélation [21]. L’histamine, le tryptophane et la tyramine se trouvent en grande quantité dans le poisson, les fromages (à l’exception du fromage frais), la viande séchée et fumée, la charcuterie, les boissons alcoolisées, la levure de bière, le vinaigre, la sauce de soja, le tofu, le miso, la choucroute et les aliments fermentés en général (séchés, salaison vieillis, lacto-fermentés). L’histamine est particulièrement abondante aussi dans le gibier, le chocolat, les poissons marinés ou en boîte, les épinards, les aubergines, les fruits de mer et le lait cru [22]. La phényléthylamine est spécialement importante dans le chocolat. La tryptamine se trouve surtout dans les tomates, mais aussi dans le foie de poulet, la volaille, les figues (en conserve), le raisin, les bananes et tout fruit trop mûr en général, les choux et les épinards. Il y a également des aliments qui ne sont pas forcément riches en histamine mais qui peuvent stimuler la libération d’histamine: l’œuf cru, le poisson, les crustacés, les fraises, les framboises, les fruits tropicaux (kiwi, papaye, ananas), l’orange, le citron, la tomate, le poivron rouge, le chocolat, les noix et les noisettes, les légumineuses (arachides, fèves, lentilles, pois, soja), le porc, la moutarde, la cannelle, la levure et
Mémoire Master II en CPAEA, LATYR NDIONE (2019) LPA Page 23
l’alcool. Quelques médicaments et additifs, comme le benzoate et le colorant tartrazine sont aussi libérateurs d’histamine [22]. Lors de la préparation des aliments fermentés, on peut s’attendre à la présence de nombreux types de micro-organismes, dont certains sont capables de produire des amines biogènes. Après le poisson, le fromage est le deuxième aliment le plus souvent associé à une intoxication histaminique. Le premier cas signalé s’est produit en 1967 aux Pays-Bas et concernait du fromage Gouda [6].

Les aliments fermentés

Il y’a différente sorte de fermentations : la fermentation lactique, la fermentation alcoolique, la fermentation acétique et la fermentation malolactique. Nous allons donner en détaille toutes ces différentes sortes de fermentations.

La fermentation lactique

Elle est appelée lacto-fermentation, et est effectuée par des bactéries lactiques qui se nourrissent des sucres des matières premières, les transformant en acide lactique, parfois conjugué à d’autres produits (par exemple l’alcool, le dioxyde de carbone et l’acide acétique). Elle intervient dans la production des yaourts, laits fermentés, fromages, des légumes comme la choucroute ou les pickles, mais aussi du saucisson, des salaisons de viande et de poissons : comme le caviar, les harengs, les anchois, et les sauces de poissons. Une fermentation de ce type se produit également dans le levain naturel pour l’encensement du pain. Certaines bières de fermentation naturelle, comme le lambic, subissent aussi une fermentation lactique en plus de la fermentation alcoolique. Cela leur donne cette typique saveur acidulée [23].

La fermentation alcoolique

Elle est effectuée par des levures du genre Saccharomyces principalement. Elle est à la base de la production des boissons alcooliques, et aussi du pain sur levure. Il suffit de laisser au contact de l’air les fruits dont on a broyé les membranes. Les levures qui se trouvent sur la peau des fruits et en suspension dans l’air provoquent la fermentation en quelques heures. Les micro-organismes transforment les sucres du jus de raisin ou du moût de céréales en alcool éthylique, dioxyde de carbone et en de nombreux composés aromatiques tout en produisant de la chaleur [23].

La fermentation acétique

Elle suit la précédente et transforme l’alcool en acide acétique, autrement dit le vin en vinaigre. C’est une des rares fermentations qui puissent se produire en présence d’oxygène. Les bactéries se développent à la surface du liquide en un voile blanchâtre qui est la « mère » du vinaigre [23].

La fermentation malolactique

Elle est utilisée en vinification pour adoucir l’acidité de certains vins. Elle transforme l’acide maléique présent dans le jus de raisin en acide lactique et en dioxyde de carbone sous l’action de bactéries lactiques. Elle permet d’éliminer l’acide maléique qui donne une acidité désagréable dans les vins de qualité destinés à vieillir.
Les aliments fermentés sont des aliments qui ont été transformés par des micro-organismes comme bactéries moisissures levures et champignons. La fermentation se déroule le plus souvent sans oxygène (en anaérobie). En présence d’oxygène, les microbes se multiplient. Par contre en milieu anaérobie, ils sont stressés et luttent pour leur survie en fabriquant des molécules destinées à tuer les microbes concurrents : alcool, acide lactique, acide acétique, etc. Il se trouve que durant cette action, ils fabriquent également des substances aromatiques, des vitamines et des centaines d’autres molécules que nous jugeons utiles pour transformer le goût, la texture et la conservation de nos aliments fermentés[23]. Les amines biogènes sont produites dans la nature par des microorganismes, des plantes et des animaux, remplissant d’importantes fonctions physiologiques, y compris un certain nombre de rôles cruciaux dans la physiologie des cellules eucaryotes. Par conséquent, la consommation d’amines biogènes est normale quand on mange mais si cette consommation est excessive cela peut amener à des intoxications. L’amine biogène ingérée avec la nourriture est rapidement désintoxiquée par les amines oxydases de l’intestin muqueux [14]. Parmi les amines biogènes rencontrées le plus souvent dans les aliments fermentés sont l’histamine, la tyramine, la 2-phényléthylamine, la cadavérine, la putrescine et enfin la tryptamine par exemple le fromage dans les produits laitiers. Les produits laitiers sont souvent fabriqués dans des conditions d’hygiène incontrôlées ou médiocres; en plus ils sont produits selon différents protocoles, qui peuvent varier d’un fromager à un autre [24].
• Le cas du fromage
Le fromage est un des aliments fermentés le plus souvent associés à un empoisonnement aux amines biogènes. En effet, le terme «réaction au fromage» est même utilisé pour se référer à l’intoxication à la tyramine, 10 mg d’histamine dans 100 g d’échantillon peut causer l’histamine empoisonnement de même 10 mg de tyramine à 80 mg peuvent provoquer une réaction du fromage et 3 mg de 2-phényléthylamine peuvent donner aussi des migraines. L’histamine, la tyramine, la Cadavérine, la putrescine, la tryptamine et la 2-phényléthylamine ont été trouvés dans de nombreux types de fromages. La teneur en amine biogène du fromage peut être extrêmement variable et dépend de :
(1) Du type de fromage,
(2) Du type de lait,
(3) Du traitement thermique du lait de fromage,
(4) De la section du fromage (le bord ou bien le noyau),
(5) Des conditions de maturation,
(6) Du traitement après maturation,
(7) Du type d’emballage,
(8) De la durée de stockage microbiote responsable de la fabrication du fromage,
(9) De la disponibilité des acides aminés libres,
(10) Du pH,
(11) De l’activité de l’eau,
(12) De la densité bactérienne,
(13) Des effets synergiques entre microorganismes,
(14) De la présence de microorganismes possédant une activité d’acide aminé décarboxylase.
Ils ont été rapportés des concentrations supérieures à 1 g / kg dans le fromage, avec la tyramine et l’histamine. Les fromages possèdent un microbiote très riche, diversifiés et complexes, provenant principalement de la bactérie acide lactique de base et de la bactérie acide lactique non-novatrice. Pour ce dernier, les densités cellulaires élevées sont positivement corrélées à une teneur élevée en amine biogène dans les fromages. En règle générale, les concentrations d’amine biogène sont plus faibles dans les fromages affinés à maturation courte que dans les fromages à raffinage long [24].
• Le cas du yaourt
Le yaourt est un aliment ancien remontant à 500 ans avant J-C ; lorsqu’il a été découvert que le caillage du lait aidait à le préserver. Le yaourt est produit en combinant deux principaux types d’espèces bactériennes : Lactobacillus bulgaricus et Streptococcus thermophilus. Ces bactéries décomposent le lactose, un type de sucre naturellement présent dans le lait et le transforment en acide lactique. C’est ce qui donne au yaourt son goût acidulé caractéristique. Le yaourt est un aliment nutritif contenant des macronutriments tels que les protéines ainsi que des vitamines et des minéraux tels que le calcium, la vitamine A, les vitamines B (B2 et B12) ainsi que du calcium, du magnésium et du potassium. Le yaourt contient également des cultures bactériennes comme celles que l’on trouve dans notre microbiote intestinal (les organismes vivants de notre système digestif). Le yaourt a un profil nutritionnel élevé. Il contient plusieurs nutriments essentiels à la santé tels que les protéines, le calcium et le magnésium. De plus en plus d’études associent ses propriétés de fermentation à des bienfaits supplémentaires pour la santé en raison de la présence de cultures bactériennes qui contribuent à la diversité du microbiote dans nos intestins. Bien que des recherches cliniques supplémentaires soient nécessaires, la consommation de yaourt est associée à une diminution du risque de plusieurs maladies chroniques comme l’obésité, le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires [25].
• Le cas des produits carnés comme les saucisses fermentées
Les produits à base de viande fermentés appelés produits carnés n’ont pas fait l’objet d’études approfondies et il a été souligné que les cultures de départ conduisent à la formation d’amines biogéniques en quantités plus faibles que lorsque la microflore naturelle est responsable de la fermentation. Dans une étude sur les modifications des teneurs en histamine et en tyramine pendant le stockage / la détérioration de la viande de bœuf et de porc aux températures réfrigérée et ambiante et le processus de fermentation ultérieur, Vidal et col. [26] ont détecté une augmentation notable du contenu en amines aux deux températures. Maijala et Eerola, [27] ont détecté une augmentation des concentrations d’histamine et de tyramine au cours de la fermentation de la saucisse. La fermentation peut jouer un rôle important dans la formation d’histamine dans certains types de saucisses fermentés pendant de courtes périodes, souvent avec des cultures d’acide lactique, tandis que les saucisses sèches sont laissées à fermenter sous l’action de la microflore naturelle pendant une période plus longue [6]. La Cadavérine et la putrescine détectées dans ces produits à base de viande méritent une attention particulière, dans la mesure où, pendant le chauffage, elles peuvent être transformées en pyrolidine et en pipéridine, respectivement; si elles réagissent avec les nitrites de la viande, elles peuvent former des nitrosamines, qui sont hautement cancérigènes. En règle générale, bien que tous les aliments cuits à l’origine contiennent initialement de faibles quantités d’amines biogènes, le système de stockage appliqué à ces types de produits devrait être pris en compte, car il pourrait augmenter le niveau final d’amines biogènes. Une telle augmentation implique un risque toxicologique accru dans le produit [20].
• Le cas du lait
Dans le lait maternel humain, la spermine, la spermidine et la putrescine ont été détectées avec une grande variabilité individuelle. Un cas de lait humain a même montré une variation prononcée de la concentration de spermine et de spermidine entre le sein gauche et le sein droit. De même dans le lait de vache entier et partiellement écrémé, de faibles quantités de ces polyamines ont été détectées [6].

Les aliments non fermentés

Les aliments non fermentés sont le café, le poudre de cacao, le soja, la farine de blé, la choucroute, la tomate, les fraises, les poires, les bananes les ananas etc. Dans les aliments non fermentés, la présence d’amines biogènes au-dessus d’un certain seuil est considérée comme une indication d’activité microbienne indésirable. Par conséquent, le niveau d’amine pourrait être utilisé comme indicateur de la détérioration microbienne. Cependant, la présence d’amines biogènes dans les aliments ne correspond pas nécessairement à la croissance d’organismes d’altération, car ils ne sont pas tous positifs à la décarboxylase. Les niveaux d’histamine, de putrescine et de Cadavérine augmentent généralement lors de la détérioration du poisson et de la viande, tandis que les niveaux de spermine et de spermidine diminuent au cours de ce processus [6].
• Cas de la tomate
Pour toutes les classes de produits de tomates analysés, la putrescine était l’amine la plus abondante, suivi de la tyramine, de la spermidine et de la tryptamine, tandis que l’histamine, la spermine et la phényléthylamine étaient souvent non détectables. Des niveaux particulièrement élevés de tryptamine ont été trouvés dans toutes les catégories de produits à base de tomate. Étant donné que cette amine est présente à de très faibles concentrations dans presque tous les autres aliments, la tryptamine pourrait être un marqueur de qualité spécifique de la tomate et des produits à base de tomate [28].

Amines biogènes dans les produits halieutiques

La plus courante des amines biogènes rencontrées dans les produits halieutiques comme le poisson est l’histamine dont sa teneur est généralement élevée. Ce qui provoque des problèmes de santé aux consommateurs. Les intoxications histaminiques généralement connues sous le nom d’empoisonnements scombridés sont essentiellement liées à la consommation d’un produit dont la teneur en histamine dépasse le seuil de tolérance qui est de 10 /100 mg/g du produit. Les symptômes d’intoxications commencent 30 mn après la consommation du poisson cru ou cuit. Ce sont des nausées, des bouffées de chaleurs, un œdème à la face. Après deux heures, apparaissent diarrhée, vomissement et étouffement pouvant conduire fatalement à la mort [29].

Amines biogènes dans les dérivés halieutiques

Les poissons, les céphalopodes et les crustacés constituent une source saine de protéines de haute qualité, de vitamines essentielles, de minéraux et d’acides gras polyinsaturés. Les effets bénéfiques de la consommation de poisson sur la santé humaine, tels que la protection contre les maladies coronariennes et certains cancers, peuvent être compensés par la décomposition du poisson et la formation de contaminants chimiques tels que les amines biogènes. Les amines biogènes ont plusieurs effets toxicologiques sur l’homme, en particulier l’histamine. C’est l’agent responsable de l’intoxication par l’histamine ou le poisson scombridé qui constitue un problème de santé publique important [30]. Les poissons scombridés ont été le plus souvent associés à des incidents d’intoxication à l’histamine (scombritoxicose). La formation d’histamine dans les poissons scombridés et autres poissons de mer contenant une abondante histidine endogène a été attribuée à l’action microbienne plutôt qu’à l’activité histogène décarboxylase endogène. L’histidine peut être catabolisée de deux manières dans le muscle du poisson. La désamination des acides aminés pour obtenir l’acide urocanique ou la décarboxylation de l’histidine pour former de l’histamine. L’activité de désamination est la principale voie dans des conditions physiologiques normales. Cette activité de décarboxylation peut être très importante dans d’autres circonstances par exemple la contamination bactérienne. Plusieurs études sur la population microbienne normale de poissons de mer ont révélé leur capacité à produire de grandes quantités d’histamine à basses températures. Différentes amines biogènes (histamine, putrescine, Cadavérine, tyramine, spermine, spermidine) ont été détectées chez des poissons tels que le maquereau, le hareng, le thon, la sardine. D’autres amines, telles que la triméthylamine et la diméthylamine sont présentes aussi dans le poisson et les produits à base de poisson à des concentrations déterminées par la fraîcheur du poisson [6]. L’histamine est traditionnellement utilisée comme indicateur de la qualité des poissons riches en histidine (poissons à muscle noir). En revanche, la putrescine et la cadavérine sont les indicateurs les plus objectifs de la qualité des poissons pauvres en histidine (poissons à muscles blancs), des crustacés et des produits de la mer fermentés [30].

Le cas des coquillages

Au cours de la dernière décennie, la production aquacole a rapidement augmenté dans les pays méditerranéens, asiatiques et sud-américains. Dans la partie croate de la mer Asiatique, deux espèces de bivalves sont cultivées commercialement: la moule noire et l’huître plate européenne. Les crustacés tels que les crevettes pénéides et les crevettes tigrées ont également un potentiel élevé pour l’aquaculture à l’avenir. Comme de nombreuses espèces de poissons, les crustacés sont également susceptibles de se gâter rapidement. De même que pour les poissons, la dégradation de la qualité des céphalopodes et des mollusques et crustacés dépend fortement de la température et du temps. En général, la formation d’histamine chez les céphalopodes et les crustacés est relativement faible [31].
• chez les céphalopodes
L’agmatine, une amine biogénique, a été proposée comme indicateur de fraîcheur de la seiche et de plusieurs espèces de calmar stockées dans la glace. Le rôle possible de l’agmatine dans l’intoxication par les amines biogènes n’est pas connu, mais selon Halasz et col. [16] il pourrait jouer le rôle de potentialisateur de l’histamine aux côtés de la tyramine, de la Cadavérine et de la putrescine. D’autre part, la putrescine seule ou un indice d’amine biogénique (< 20 mg / kg) a été proposée comme marqueurs de la décomposition du calmar. Il existe peu de données sur la teneur en amines biogènes des autres céphalopodes tels que les poulpes, les potas, les voladors, les seiches et autres espèces similaires [31].
• chez les crustacés
Les amines biogènes des crustacés fonctionnent principalement comme neurotransmetteurs et neuromodulateurs. De plus, certaines amines biogènes servent également de neurohormone dans l’hémolymphe. Les crustacés comme les vertébrés, utilisent également d’autres types de composés comme neurotransmetteurs et neuromodulateurs. Ces composés comprennent les émetteurs d’acides aminés, l’acétylcholine et les neuropeptides. Bien que les neurotransmetteurs et les neuromodulateurs d’acides aminés, tels que (GABA) et le glutamate, soient présents dans les crustacés et comportent évidemment un groupe amino, ils ne sont généralement pas classés en tant qu’amines biogènes. Les neurotransmetteurs transfèrent les informations d’un neurone à travers une synapse, en stimulant l’action de la cellule post-synaptique ou en inhibant son activité, tandis que les neuromodulateurs sont libérés d’un neurone juste pour amplifier ou atténuer l’activité d’un ou plusieurs neurones [30].

Les amines biogènes dans les végétaux

En général, les amines biogènes sont présentes dans tous les végétaux comme les épinards, les aubergines, les tomates, les avocats, les cacaos etc. D’après les données sur les amines biogènes dans les aliments d’origine végétale non fermentés provenant des différentes études examinées ont montré une grande variabilité à la fois dans le même aliment et entre eux. La putrescine était l’amine biogène la plus fréquente trouvée dans les légumes frais, les légumineuses, les fruits et les céréales, et seul un nombre limité de produits contenait des niveaux pertinents d’histamine (aubergine, épinard, tomate et avocat). La tyramine et la Cadavérine étaient généralement plus rares dans les aliments d’origine végétale [32].

Fonctions physiologiques des amines biogènes

Les amines biogènes interviennent dans la modulation de plusieurs voies liées à la physiologie et au développement des cellules eucaryotes. Par exemple, l’histamine peut agir comme une hormone locale et un neurotransmetteur et est présente dans les mastocytes, les cellules sanguines et les neurones. Il présente différents effets chez différents mammifères et invertébrés [13]. Les amines biogènes sont physiologiquement actives et exercent de nombreuses fonctions au sein de l’organisme. Par exemple, la dopamine, la sérotonine ou encore l’adrénaline sont des neurotransmetteurs. Dans le même temps, ces amines peuvent être néfastes voire toxiques à forte concentration [21]. Par rapport aux effets physiologiques des amines biogènes, on peut citer les cas suivants : à très faible concentration

Cas de la dopamine

Elle est un neurotransmetteur, une molécule biochimique qui permet la communication au sein du système nerveux et l’une de celles qui influe directement sur le comportement. Elle renforce aussi les actions habituellement bénéfiques telles que manger un aliment sain provoquant la sensation de plaisir ce qui active ainsi le système de récompense/renforcement. Elle est donc indispensable à la survie de l’individu. Plus généralement, elle joue un rôle dans la motivation et la prise de risque chez les mammifères donc chez l’homme. Cette molécule est impliquée dans certains plaisirs abstraits comme écouter de la musique [33]. Elle est intimement liée au système limbique. Cette zone du cerveau est le siège des émotions et fonctions vitales que sont la faim, la soif ou la sexualité. La passion serait donc le résultat d’une saturation du cerveau, submergé par son déluge de phényléthylamine et d’autres stimulants naturels qui altèrent les sensations [34].

Cas de la tyramine

La tyramine est un composé chimique créé par l’organisme à partir de la tyrosine. Cette monoamine se rencontre très fréquemment dans les aliments (viandes, légumes, fruits, vin rouge…). Elle est largement synthétisée par les organismes vivants. Cependant, sa consommation en trop grande quantité peut engendrer une hypertension artérielle. D’autre part, elle agit également sur les mastocytes qui libèrent alors de l’histamine, molécule entrant en jeu dans la réaction immunitaire et les allergies [35].

Cas de la phényléthylamine

L’éthylamine est une simple amine aliphatique. Il est une hormone naturelle de notre cerveau. Les neurobiologistes ont démontré que, lorsque nous sommes touchés par un « coup de foudre », notre cerveau produit une grande quantité de phényléthylamine. Cette neurohormone naturelle stimule l’activité de notre cerveau, elle provoque des sensations d’extases euphoriques semblables à celles causées par certaines drogues. Mais son action ne s’arrête pas là. Elle stimule la libération de dopamine, un neurotransmetteur qui agit sur plusieurs processus physique et psychologique. Cette molécule chimique présente des avantages aux traitements généralement utilisés :
• Elle agit très rapidement. C’est une question d’heures ou de jours au lieu de semaines. Un traitement rapide de la dépression serait un outil extrêmement utile. En outre, pour diminuer l’incapacité à travailler, réduire la durée du traitement.
• La phényléthylamine n’a pratiquement pas ni effet secondaire ni toxicité.
• Elle est efficace dans différents types de dépression ne répondant pas bien aux anti-dépressions standards. A leur tour, les agents pharmacologiques standards agissent dans des dépressions pour lesquelles la phényléthylamine est inefficace.
• Elle permet de restaurer une neurohormone déficitaire. Elle peut être plus efficace et risque d’avoir moins d’effets toxiques à long terme qu’un médicament ayant une action indirecte plus complexe [34].

Cas de la spermine

C’est un composé organique présent dans les tissus cellulaires et qui joue le rôle d’hormone de croissance. Elle stabilise l’ADN, en particulier chez les virus. Plus précisément, il s’agit d’une polyamine présente entre autres dans le sperme et dans plusieurs autres fluides corporels. Par ailleurs, la spermine est employée pour confectionner certains cosmétiques et des produits de beauté destinés à lutter contre les rides. Elle est aussi utilisée en tant que matière première en pharmacologie pour synthétiser certains médicaments [11].

Cas de la spermidine

Les polyamines (putrescine, spermidine et spermine) sont une famille de molécules dérivant de l’ornithine et sont essentielles à beaucoup de mécanismes cellulaires centraux, tels que la croissance et la prolifération cellulaires, le maintien de la stabilité génétique et l’autophagie initialement découverte dans le sperme (d’où son nom), la spermidine fait aujourd’hui l’objet d’études qui démontrent son intérêt dans la lutte contre le vieillissement et l’augmentation de l’espérance de vie chez la levure, la drosophile, le nématode et dans des cultures cellulaires humaines. La spermidine est la polyamine la plus étudiée. Elle est synthétisée à partir de la putrescine et sert de précurseur à la spermine [36].

Cas de l’épinéphrine et de la norépinephrine

Elles sont deux neurotransmetteurs qui jouent également le rôle d’hormones. Elles appartiennent à une classe de composés appelés catécholamines.
En tant qu’hormones, elles influencent différentes parties de notre corps et stimulent notre système nerveux central. Avoir trop ou pas assez de l’un d’eux peut avoir des effets notables sur la santé. Chimiquement, l’épinéphrine et la norépinephrine sont très similaires. Cependant, l’épinéphrine agit à la fois sur les récepteurs alpha et bêta, tandis que la norépinephrine ne fonctionne que sur les récepteurs alpha. Les récepteurs alpha ne se trouvent que dans les artères alors que les récepteurs bêta se trouvent dans le cœur (les poumons et les artères des muscles squelettiques). C’est cette distinction qui fait que l’épinéphrine et la norépinephrine ont des fonctions légèrement différentes [37]. Ce dernier est également connu sous le nom de noradrénaline, et est à la fois une hormone et un neurotransmetteur du cerveau, ou substance chimique. Il est principalement stocké dans les neurones (cellules nerveuses) du système nerveux sympathique avec de petites quantités également stockées dans le tissu surrénal, qui se trouvait au-dessus des reins [38]. Dans le cadre de la réponse du corps au stress, la norépinephrine affecte la façon dont le cerveau prête attention et réagit aux événements. Il peut également effectuer les opérations suivantes:
• Augmentation de la fréquence cardiaque,
• Déclenchement de la libération de glucose (sucre) dans le sang,
• Augmentation du flux sanguin vers les muscles [39].

Cas de la sérotonine

Elle est une substance chimique naturelle du cerveau et du corps qui agit à la fois comme neurotransmetteur et hormone. Elle joue de nombreux rôles dans la régulation de l’humeur, la mémoire, le sommeil, la digestion etc. La production de sérotonine est le résultat d’un processus biochimique interne de métabolisation ou de dégradation de l’acide aminé L-Tryptophane. Le résultat de cette décomposition est le 5-HTP, qui est le précurseur chimique direct à la sérotonine. La sérotonine produite à partir de 5-HTP est utilisée par l’organisme à diverses fins importantes, notamment pour contrôler la digestion et l’humeur [40]. Ce neuromodulateur du système nerveux central aurait un effet direct sur le contrôle des émotions, comme l’agressivité, dans les interactions sociales. Le rôle central de la sérotonine dans le contrôle des émotions est mieux cerné [41].

Cas de l’agmatine

C’est un composé organique (métabolite) obtenu par une réaction chimique appelée décarboxylation. Elle est présente dans la plupart des tissus de l’organisme, les végétaux, la viande
Mémoire Master II en CPAEA, LATYR NDIONE (2019) LPA Page 34
et le poisson. Il s’agit d’un sous-produit métabolique de l’arginine qui est stocké dans les cellules du cerveau et de la moelle épinière. L’agmatine favorise la décharge de monoxyde d’azote une molécule qui intervient dans le relâchement des muscles lisses. Elle permet donc de mieux gérer le stress. C’est pourquoi elle est utilisée par les sportifs qui la prennent comme complément sous forme de sulfate d’agmatine. Elle est aussi indiquée dans le traitement du diabète car elle provoque la libération d’insuline [42]. L’agmatine dans sa localisation dans le SNC, son mode de synthèse, de stockage vésiculaire, de libération, de recapture et ses effets, en font un neurotransmetteur à part entière, impliqué dans la modulation et le traitement de l’information douloureuse. Son activité antihyperalségique et/ou anti-allodynique, qui semble s’exercer dans des conditions de douleur soutenue et non aiguë, implique plusieurs mécanismes parmi lesquels la stimulation des récepteurs imidazolines et alpha-2-adrénergiques, le blocage du récepteur canal NMDA et l’inhibition de l’activité de la monoxyde d’azote synthase [17].

Cas de la putrescine

La putrescine remplit des fonctions physiologiques importantes dans une grande variété de cellules vivantes. Cette amine biogène présente de nombreuses fonctions physiologiques et est un précurseur dans la synthèse de la spermine et de la spermidine. La putrescine est classée comme une amine physiologique. Les fonctions physiologiques de la putrescine et d’autres polyamines sont liées à leur nature polycationique, qui détermine les interactions avec des molécules chargées négativement comme l’ADN, l’ARN, les protéines, les phospholipides. Des études plus récentes montrent que la putrescine et d’autres polyamines forment des agrégats nucléaires de polyamines dans le noyau cellulaire, qui sont responsables des interactions susmentionnées et affectent la structure tridimensionnelle de l’ADN. Ces interactions sont liées à la régulation de la structure des acides nucléiques et à la synthèse des protéines [43].

Cas de l’histamine

L’histamine est une amine biogène qui régit les réactions biologiques telles que l’inflammation, les allergies, la sécrétion d’acide gastrique et la neurotransmission. Son antagoniste (histidine) a une longue histoire en tant que excellent traitement des allergies et des ulcères peptiques. Au cours des dernières années, il a été signalé que l’histamine était impliquée dans la croissance tumorale et la régulation de la réponse immunitaire, en plus de telles actions, et qu’il avait eu diverses actions dans une large gamme dans l’organisme. Les mastocytes et les basophiles sont bien connus comme cellules productrices d’histamine [44]. Des études antérieures ont porté sur les récepteurs spécifiques de l’histamine et la libération d’histamine par dégranulation, et la régulation de la synthèse de l’histamine et ses rôles physiologiques restent à clarifier [44].
Avec toutes les fonctions physiologiques que renferment les amines biogènes, elles peuvent avoir des effets positifs de même des effets négatifs (ou pathologiques). Mais ce dernier est plus attendu car ils se basent à forte consommation des aliments.

Effets pathologiques des amines biogènes

Les effets physiologiques négatifs des amines biogènes appelés effets pathologiques sont nombreux : à forte concentration

Cas de la dopamine

La dopamine est un précurseur de la noradrénaline dans les nerfs noradrénergiques et est également un neurotransmetteur dans certaines zones du système nerveux central. La dopamine peut causer des battements de cœur ectopiques, une tachycardie, une angine, des palpitations, une vasoconstriction, une hypotension, une dyspnée, des nausées, des vomissements et des maux de tête. Les autres effets indésirables moins fréquents comprennent les anomalies de la conduction cardiaque, la bradycardie, l’hypertension, l’azotémie et l’anxiété [45].

Cas de la tyramine

De fortes concentrations de la tyramine dérivée d’aliments s’accumulent dans le sang et sont à l’origine des crises d’hypertension artérielle connu sous le nom de réaction au fromage. Selon certains auteurs, le niveau maximal admissible de tyramine devrait être 100-800 mg/kg, plus de 1080 mg / kg de tyramine devient toxique. Selon les recherches, des taux anormalement élevés de tyramine dans le cerveau ont été associés à la dépression, à la schizophrénie, à la maladie de Parkinson et syndrome de Reye [24]. Les phénomènes courants sont : maux de tête, migraine, Troubles neurologiques, nausées, vomissements, troubles respiratoires et hypertension [13].

Cas de la phényléthylamine

La 2-phényléthylamine ou β-phényléthylamine (PEA), constitue la structure de base d’une famille de composés qui inclut des substances psychostimulantes ou hallucinogènes comme les amphétamines, la mescaline et certains neurotransmetteurs endogènes comme la dopamine, l’adrénaline et la noradrénaline. La synthèse de PEA résulte de la décarboxylation de la phénylalanine par les neurones dopaminergiques. Sa présence a été mise en évidence dans certains aliments, notamment dans le cacao. Cette amine biogène présente des effets indésirables dans des compléments alimentaires destinés aux sportifs tels que l’anxiété, la tachycardie, les nausées et les vomissements [46].

Cas de la spermidine

Plusieurs pathologies ont été associées à des concentrations accrues de polyamines, ce qui soulève la possibilité de considérer les polyamines comme des biomarqueurs de la maladie. Cela s’applique en particulier aux cancers, aux maladies neurodégénératives, aux accidents vasculaires cérébraux, à l’insuffisance rénale, à l’insuffisance cardiaque et à l’infarctus. De plus, des troubles du métabolisme sont observés chez des modèles murins de la maladie d’Alzheimer et chez des patients atteints de troubles cognitifs légers. Plusieurs métabolites, y compris la spermidine, ont été affectés de façon différentielle chez les patients atteints de trouble cognitif léger stable et chez ceux qui ont par la suite développé la maladie d’Alzheimer [47]. De manière constante, un apport supplémentaire de spermidine prolonge la durée de vie des espèces de manière dépendante de l’autophagie et neutralise les pathologies associées à l’âge, telles que les maladies cardiovasculaires, la neurodégénérescence et le cancer [47].

Table des matières

Introduction
I. Généralités sur les Amines Biogènes
I.1 Définition et Origine
I.2 Classification et Structure
I.3 Facteurs influençant la formation d’amine biogène
I.3.1 Le substrat
I.3.2 Le milieu
I.4 Amines biogènes et santé
I.5 Les effets indésirables dus à une consommation d’aliment à forte concentration d’amines biogènes
I.6 Les effets bénéfiques à une consommation d’aliments à faible concentration d’amines biogènes
I.7 Amines biogènes et Nutrition
I.8 Les aliments fermentés
I.8.1 La fermentation lactique
I.8.2 La fermentation alcoolique
I.8.3 La fermentation acétique
I.8.4 La fermentation malolactique
I.9 Les aliments non fermentés
I.10 Amines biogènes dans les produits halieutiques
I.10.1 Amines biogènes dans les dérivés halieutiques
I.10.2 Le cas des coquillages
I.11 Les amines biogènes dans les végétaux
I.12 Fonctions physiologiques des amines biogènes
I.12.1 Cas de la dopamine
I.12.2 Cas de la tyramine
I.12.3 Cas de la phényléthylamine
I.12.4 Cas de la spermine
I.12.5 Cas de la spermidine
I.12.6 Cas de l’épinéphrine et de la norépinephrine
I.12.7 Cas de la sérotonine
I.12.8 Cas de l’agmatine
I.12.9 Cas de la putrescine
I.12.10 Cas de l’histamine
I.13 Effets pathologiques des amines biogènes
I.13.1 Cas de la dopamine
I.13.2 Cas de la tyramine
I.13.3 Cas de la phényléthylamine
I.13.4 Cas de la spermidine
I.13.5 Cas de l’épinéphrine et de norépinephrine
I.13.6 Cas de la sérotonine
I.13.7 Cas de l’agmatine
I.13.8 Cas de la putrescine et de la Cadavérine
I.13.9 Cas de l’histamine
II. LES METHODES DE DOSAGES DES AMINES BIOGENES
II.1 Instruments
II.1.1 Méthode Chromatographique
II.1.2 Spectrofluorimétrie
II.1.3 UV-visible
II.1.4 Electrophorèse capillaire (EC)
II.1.5 Méthode électrochimique
II.2 Méthodes d’extraction
II.2.1 Extraction liquide-liquide
II.2.2 Extraction en phase solide (EPS)
II.2.3 Microextraction en phase solide (MEPS)
II.2.4 Microextraction en phase liquide (MEPL)
II.3 Microdialyse
II.4 PRESENTATION DES RESULTATS D’ANALYSE
II.4.1 Détermination du taux d’Histamine dans les milieux micellaires [78]
II.4.2 Détermination du taux de sérotonine (5-HT) dans les urines [71]
II.4.3 Détermination de la Cadavérine avec la dérivatisation de l’OPA dans les tissus de poisson [79]
II.4.4 Analyse spectrofluorimétrique du complexe OPA-Agmatine en milieu alcalin [60].
II.4.5 Détermination de la dopamine dans le méthanol [80]
III. ETUDE COMPARATIVE DES RESULTATS ET DISCUSSIONS
Conclusion
Référence bibliographique
Annexe

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